RU2732619C1 - Method of brittle materials crushing - Google Patents

Method of brittle materials crushing Download PDF

Info

Publication number
RU2732619C1
RU2732619C1 RU2019113183A RU2019113183A RU2732619C1 RU 2732619 C1 RU2732619 C1 RU 2732619C1 RU 2019113183 A RU2019113183 A RU 2019113183A RU 2019113183 A RU2019113183 A RU 2019113183A RU 2732619 C1 RU2732619 C1 RU 2732619C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impact
rotation
grinding
point
crushing
Prior art date
Application number
RU2019113183A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Сергеев
Сергей Васильевич Сергеев
Евгений Николаевич Гордеев
Антон Владимирович Кононистов
Георгий Евгеньевич Карпов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)"
Priority to RU2019113183A priority Critical patent/RU2732619C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2732619C1 publication Critical patent/RU2732619C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a method of grinding brittle materials which can be used in production of construction materials, ore-dressing, food and glass industry. Method comprises impact action of working member on brittle environment, wherein each impact member of working member, along with their combined rotation is set degree of mobility around proper axes, located equidistant to axis of rotation. At that, additionally to each impact element of the working member, the ripple rotation speed is forced, and its rotation axes—forced precession motion with nutation.
EFFECT: method provides higher degree of grinding efficiency.
1 cl, 1 tbl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов, горнообогатительной, пищевой и стекольной промышленности, и может быть использовано в машинах, предназначенных для дробления хрупких материалов, твердых отходов или их тонкого измельчения дроблением.The invention relates to the field of production of building materials, mining, food and glass industries, and can be used in machines designed for crushing fragile materials, solid waste or their fine crushing by crushing.

Известен способ измельчения хрупкого материала [RU 2148434 С1, «СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ», МПК В02С 13/10, опубл. 10.05.2000] который включает подачу материала в рабочую полость, воздействие на него мелющих тел и разгрузку измельченного материала, при котором измельчение осуществляют непосредственным воздействием на куски измельчаемого материала одновременно раскалывающих, срезающих, раздавливающих и растирающих усилий, создаваемых между подвижной и неподвижной поверхностями, при этом рабочая полость, образованная ими, убывает по ходу движения материала до размера заданной крупности измельченных частиц, а разгрузку осуществляют через одну или несколько разгрузочных щелей, радиально, причем заданную крупность частиц регулируют и определяют по указанной в описании формуле. Изобретение позволяет создать непрерывный высокоинтенсивный технологический процесс измельчения в один этап до получения измельченных частиц не более любого заданного размера.The known method of grinding fragile material [RU 2148434 C1, "METHOD OF GRINDING FRAGILE MATERIALS", IPC В02С 13/10, publ. 05/10/2000] which includes the supply of the material into the working cavity, the impact of grinding bodies on it and the unloading of the crushed material, in which grinding is carried out by direct action on the pieces of crushed material simultaneously splitting, shearing, crushing and grinding forces created between the movable and stationary surfaces, when In this case, the working cavity formed by them decreases in the direction of movement of the material to the size of a given size of crushed particles, and unloading is carried out through one or more unloading slots, radially, and the given size of particles is regulated and determined according to the formula specified in the description. The invention makes it possible to create a continuous high-intensity grinding process in one stage until ground particles are obtained no more than any given size.

К недостаткам данного способа можно отнести: отсутствие возможности тонкого измельчения, поскольку заданную крупность частиц определяет зазор образованный подвижной (ротором) и неподвижной поверхностями дробилки, а величина этого зазора ограничена конструктивно; резкое снижение производительности при необходимости мелкого помола, поскольку рабочая полость (рабочая зона), образованная подвижной и неподвижной поверхностями создающими разрушающие усилия, убывает по ходу движения материала до размера заданной крупности измельченных частиц; неравномерный гранулометрический состав, поскольку в разгрузочную щель попадают растертые, расколотые, разрезанные и раздавленные частицы одновременно; размеры исходных частиц обусловлены не только размером рабочей полости на входе, но и углом заклинивания, при котором частица увлекается ротором и измельчается.The disadvantages of this method include: the lack of the possibility of fine grinding, since a given particle size is determined by the gap formed by the movable (rotor) and fixed surfaces of the crusher, and the size of this gap is structurally limited; a sharp decrease in productivity if fine grinding is necessary, since the working cavity (working zone) formed by the movable and stationary surfaces creating destructive forces decreases along the movement of the material to the size of the given size of the crushed particles; uneven granulometric composition, since pounded, split, cut and crushed particles enter the unloading slot at the same time; the sizes of the initial particles are determined not only by the size of the working cavity at the inlet, but also by the wedging angle, at which the particle is entrained by the rotor and crushed.

Известен способ слоистого измельчения горных пород [RU 2353428 С2, «СПОСОБ СЛОИСТОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД», МПК В02С 4/10, опубл. 27.04.2009], который включает создание нормальных сжимающих усилий на куски породы обрабатывающими поверхностями. В процессе обработки, создают сложное напряженное состояние кусков обрабатываемого материала, для чего помещают последние между сходящимися рабочими обрабатывающими поверхностями, движущимися в направлении схождения рабочих поверхностей с разными линейными скоростями, затем постепенно увеличивают величину нормальных сжимающих усилий, доводя напряженное состояние материала до близкого к пределу прочности на сжатие, одновременно куски породы дополнительно нагружают усилиями в направлении схождения обрабатывающих поверхностей, предотвращают вращение упомянутых кусков материала, одновременно воздействуют тангенциальными усилиями на верхние слои материала до их отслаивания, затем под суммарным действием упомянутых сил разрушают куски на более мелкие и повторяют процесс до полного достижения нужного размера частиц материала. Изобретение позволяет повысить выход продукта плоской чешуйчатой формы.The known method of layered grinding of rocks [RU 2353428 C2, "METHOD FOR LAYERED CRUSHING OF ROCKS", IPC В02С 4/10, publ. 04/27/2009], which includes the creation of normal compressive forces on the rock pieces by working surfaces. In the process of processing, a complex stress state of the pieces of the processed material is created, for which the latter are placed between converging working working surfaces moving in the direction of convergence of the working surfaces with different linear speeds, then gradually increasing the value of normal compressive forces, bringing the stress state of the material to close to the ultimate strength on compression, at the same time pieces of rock are additionally loaded with forces in the direction of convergence of the processing surfaces, prevent the rotation of the said pieces of material, at the same time act with tangential forces on the upper layers of the material until they peel off, then under the total action of these forces break the pieces into smaller pieces and repeat the process until the desired particle size of the material. EFFECT: increased yield of flat, flake-shaped product.

Недостатками данного способа являются: резкое снижение производительности при необходимости получения мелкодисперсного материала, поскольку его дисперсность уменьшается при уменьшении зазора (уменьшение рабочей зоны) между вращающимися рабочими поверхностями, создающими разрушающие усилия; неравномерный гранулометрический состав при необходимости крупнодисперсного помола, поскольку в зоне разрушения на материал действую как радиальные (раскалывающие), так и тангенциальные (истирание и сдвиг) усилия, дающие разнофракционный состав материала при его разрушении; размеры исходных частиц обусловлены углом заклинивания, при котором частица увлекается рабочими обрабатывающими поверхностями и измельчается.The disadvantages of this method are: a sharp decrease in productivity when it is necessary to obtain a finely dispersed material, since its dispersion decreases with a decrease in the gap (decrease in the working area) between the rotating working surfaces that create destructive forces; uneven granulometric composition, if necessary, coarse grinding, since in the destruction zone both radial (splitting) and tangential (abrasion and shear) forces act on the material, which give a different fractional composition of the material during its destruction; the sizes of the initial particles are determined by the wedging angle at which the particle is carried away by the working processing surfaces and is crushed.

Известен способ измельчения материалов, реализованный в измельчителе сыпучих материалов [RU 2528456 С1, «МОЛОТКОВАЯ ДРОБИЛКА», МПК В02С 13/14, опубл. 20.09.2014], принятый за прототип. Способ заключается в том, что измельчаемая порода подается в дробильную камеру, где на нее оказывают принудительное ударное воздействие рабочим органом, при котором каждому его ударному элементу кроме их совместного вращения задают степень подвижности вокруг собственных осей расположенных эквидистантно оси вращения, тем самым измельчают, а затем удаляют из этой зоны. Причем, подачу измельчаемого материала осуществляют сверху - вниз, а удаление через сито, при этом выходная фракция после измельчения определяется только параметрами сита.The known method of grinding materials, implemented in the grinder of bulk materials [RU 2528456 C1, "HAMMER CRUSHER", IPC В02С 13/14, publ. 09/20/2014], taken as a prototype. The method consists in the fact that the crushed rock is fed into the crushing chamber, where a forced impact is exerted on it by the working body, in which each of its striking elements, in addition to their joint rotation, is given a degree of mobility around their own axes located equidistantly to the axis of rotation, thereby crushed, and then removed from this zone. Moreover, the feed of the crushed material is carried out from top to bottom, and removal through a sieve, while the output fraction after crushing is determined only by the parameters of the sieve.

Недостатками данного способа являются: резкое снижение производительности при необходимости получения мелкодисперсного материала, поскольку объем рабочей зоны небольшой, а дисперсность уменьшается за счет увеличении количества ударов по измельчаемому материалу в этом объеме; отсутствие возможности регулировки степени измельчения материала в процессе работы; неравномерный гранулометрический состав, поскольку при ударе по измельчаемому телу образуется разнородный фракционный состав материала при его разрушении.The disadvantages of this method are: a sharp decrease in productivity when it is necessary to obtain a finely dispersed material, since the volume of the working zone is small, and the dispersion decreases due to an increase in the number of impacts on the crushed material in this volume; the inability to adjust the degree of grinding of the material during operation; uneven particle size distribution, since upon impact on the crushed body, a heterogeneous fractional composition of the material is formed during its destruction.

Технической задачей является повышение эффективности способа измельчения хрупких материалов, которое заключается: в обеспечении возможности получения более равномерного гранулометрического состава; в повышении производительности при мелкодисперсном измельчении за счет увеличения площади пятна контакта в момент удара по измельчаемой породе; в возможности регулировки процесса трещинообразования, а значит и степени измельчения.The technical problem is to increase the efficiency of the method for crushing brittle materials, which consists in: ensuring the possibility of obtaining a more uniform particle size distribution; in increasing productivity during fine grinding by increasing the area of the contact patch at the moment of impact on the ground rock; in the possibility of adjusting the process of cracking, and hence the degree of grinding.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе измельчения хрупких материалов, включающем ударное воздействие рабочего органа на хрупкую среду, при котором каждому его ударному элементу кроме их совместного вращения задают степень подвижности вокруг собственных осей расположенных эквидистантно оси вращения, согласно изобретению, дополнительно сообщают пульсации скорости вращения рабочего органа, а его оси принудительно задают прецессионное движение с нутацией.The technical problem posed is achieved by the fact that in the method of crushing fragile materials, including the impact of the working body on a fragile medium, in which each of its striking elements, in addition to their joint rotation, set the degree of mobility around their own axes located equidistantly to the axis of rotation, according to the invention, velocity pulsations rotation of the working body, and its axes forcibly set precessional motion with nutation.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe essence of the invention is illustrated by drawings, where

на фиг. 1а) показано первое мгновенное положение точки ТУ1 удара молотка при пульсациях скорости (- ω1) в направлении обратном вращению ω0 рабочего органаin fig. 1a) shows the first instantaneous position of the point ТУ1 of the hammer impact at pulsations of the speed (- ω 1 ) in the direction opposite to the rotation ω 0 of the working body

на фиг. 1б) показано перемещение мгновенного положения точки удара молотка из ТУ1 в среднюю точку ТУ0 при смене направления пульсации скорости ω0 (второе положение)in fig. 1b) shows the movement of the instantaneous position of the hammer impact point from ТУ1 to the midpoint ТУ0 when changing the direction of the velocity pulsation ω 0 (second position)

на фиг. 1в) показано перемещение мгновенного положения точки удара молотка из ТУ0 в точку ТУ2 при пульсациях скорости (+ω1) рабочего органа в направлении попутном его вращению ω0 (третье положение)in fig. 1c) shows the displacement of the instantaneous position of the hammer impact point from ТУ0 to the ТУ2 point at pulsations of the speed (+ ω 1 ) of the working body in the direction of its parallel rotation ω 0 (third position)

на фиг. 2а) показана схема (в соответствии с прототипом) разрушения хрупкого материала при ударе без колебаний рабочего (измельчающего) органа (два положения молотка);in fig. 2a) shows a diagram (in accordance with the prototype) of the destruction of a fragile material upon impact without hesitation of the working (grinding) body (two positions of the hammer);

на фиг. 2б) показано повышенное трещинообразование при перемещении молотка за один удар в вертикальной плоскости (Вид Б), задаваемое прецессионным движением с нутацией оси рабочего органа;in fig. 2b) shows increased cracking when the hammer moves in one blow in the vertical plane (View B), which is set by precessional motion with nutation of the working body axis;

на фиг. 3 показано влияние пульсаций частоты вращения рабочего органа на расширение области трещинообразования. Вид сверху (Вид А), распределение ударной нагрузки в горизонтальной плоскости за время одного удара молотка;in fig. 3 shows the effect of pulsations of the rotational speed of the working body on the expansion of the crack formation area. Top view (View A), distribution of shock load in the horizontal plane during one hammer blow;

на фиг. 4 показано формирование увеличенной мгновенной площади поверхности трещинообразования за время одного удара молотка за счет комплексного принудительного виброперемещения точки удара молотка в вертикальной и горизонтальной плоскостях;in fig. 4 shows the formation of an increased instantaneous cracking surface area during one hammer impact due to the complex forced vibration displacement of the hammer impact point in the vertical and horizontal planes;

на фиг. 5 показано фото экспериментальной дробилки для управляемого размерного диспергирования хрупких сред;in fig. 5 shows a photo of an experimental crusher for controlled dimensional dispersion of fragile media;

на фиг. 6 показаны измельчаемые образцы;in fig. 6 shows the samples to be ground;

на фиг. 7 показаны образцы до и после дробления.in fig. 7 shows the samples before and after crushing.

Способ осуществляется следующим образом (см. фиг. 1): каждому ударному элементу (молотку) (4) рабочего органа, наряду с совместным вращением со скоростью ω0 принудительно задают с некоторой амплитудой пульсации скорости вращения величиной ± ω1, обеспечивая отклонение траектории движения ударного элемента (молотка) (8): для перемещения точки удара из ТУ0 в ТУ1 вдоль линии (5) при ω01 (см. фиг. 1б), затем обратно в точку ТУ0 (см. фиг. 1а), и далее в точку ТУ2 при ω01 (см. фиг. 1в). Такое перемещение осуществляется циклически, поскольку колебания скорости вращения ω0 осуществляются в течении всего времени работы привода вращения. Одновременно с этим колебательным движением, принудительно осуществляют виброперемещения точки удара еще и в вертикальном направлении по синусоиде (7) за счет прецессионного движения с нутацией посредством инерционного роторного вибропривода, ротор которого жестко связан с молотком в вертикальном направлении. В результате совместного действия таких виброперемещений точка удара находится всегда на синусоиде, крайние положения которой меняются в соответствии с перемещениями точки удара от ТУ0 до ТУ1 и обратно, а затем от ТУ0 до ТУ2.The method is carried out as follows (see Fig. 1): each striking element (hammer) (4) of the working body, along with joint rotation at a speed ω 0, is forcibly set with a certain amplitude of the pulsation of the rotation speed of ± ω 1 , providing a deviation of the trajectory of the shock element (hammer) (8): to move the point of impact from ТУ0 to ТУ1 along line (5) at ω 01 (see Fig. 1b), then back to point ТУ0 (see Fig. 1a), and then to point ТУ2 at ω 0 + ω 1 (see Fig. 1c). This movement is carried out cyclically, since fluctuations in the rotation speed ω 0 are carried out during the entire operation time of the rotation drive. Simultaneously with this oscillatory movement, the impact point is forced to vibrate in the vertical direction along the sinusoid (7) due to precessional motion with nutation by means of an inertial rotary vibration drive, the rotor of which is rigidly connected to the hammer in the vertical direction. As a result of the combined action of such vibrational displacements, the impact point is always on a sinusoid, the extreme positions of which change in accordance with the movement of the impact point from ТУ0 to ТУ1 and back, and then from ТУ0 to ТУ2.

При равномерном вращении (в соответствии с прототипом) рабочего органа с молотками, закрепленными шарнирно, по траектории (6), с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно точки закрепления, удар в направлении (9) обеспечивают в одной точке поверхности измельчаемого материала (см. фиг. 2а), образуя основную трещину (10), а в дальнейшем раскалывая его.With uniform rotation (in accordance with the prototype) of the working body with hammers, hinged, along the trajectory (6), with the possibility of rotation in the horizontal plane relative to the attachment point, the impact in the direction (9) is provided at one point of the surface of the material to be crushed (see Fig. 2a), forming the main crack (10), and then splitting it.

По предлагаемому же способу, наряду с пульсациями скорости вращения ω0±ω1 принудительно задают каждому молотку (4) вертикальные колебательные перемещения (11) (см. фиг. 2б), получая три такие точки: точка удара 1, при среднем положении молотка; точка удара 2, при перемещении молотка вверх; и точка удара 3, при перемещении молотка вниз. По сути, так образуется массив точек, лежащих на линии от точки 2 до точки 3 в вертикальном направлении. В результате такого распределенного удара соответственно будет и несколько центров трещинообразования - в точках 1, 2 и 3 соответственно, где: 10 - основное трещинообразование в 1 точке удара; 12 - дополнительное трещинообразование во 2 точке удара; 13 -дополнительное трещинообразование в 3 точке удара.According to the proposed method, along with the pulsations of the rotation speed ω 0 ± ω 1, each hammer (4) is forced to have vertical oscillatory movements (11) (see Fig. 2b), obtaining three such points: impact point 1, with the hammer in the middle position; impact point 2, when moving the hammer up; and impact point 3, when moving the hammer down. In fact, this is an array of points lying on a line from point 2 to point 3 in the vertical direction. As a result of such a distributed impact, accordingly, there will be several centers of cracking - at points 1, 2 and 3, respectively, where: 10 - main cracking at 1 point of impact; 12 - additional cracking at the 2nd point of impact; 13 - additional cracking at the 3 point of impact.

В горизонтальном направлении виброперемещения положений мгновенных точек приложения силы удара молотка по поверхности измельчаемого тела осуществляются посредством пульсаций скорости вращения оси с частотой ± ω1. При горизонтальном перемещении положения точки приложения силы удара (см. фиг. 3) в случае ω01 получаем точку ТУ1, в которой формируется трещина. Затем при ω1=0 положения точки приложения силы удара перемещается в точку ТУ0 в которой также формируется трещина, а затем при ω01 в точку ТУ2 которая совпадает с точкой ТУ1, обеспечивая дополнительное трещиноообразование и разрушение материала. При этом, как видно из вышеописанного комплекса действий, при изменении параметров колебаний появилась возможность изменять положения точки приложения силы удара (распределять ее по поверхности) и соответственно управлять процессом трещинообразования, что приведет к изменению и стабилизации размера откалываемых частиц.In the horizontal direction, vibrational displacements of the positions of the instantaneous points of application of the hammer impact force on the surface of the crushed body are carried out by pulsating the axis rotation speed with a frequency of ± ω 1 . With horizontal displacement of the position of the point of application of the impact force (see Fig. 3) in the case of ω 01, we obtain the point TU1, in which a crack is formed. Then, at ω 1 = 0, the position of the point of application of the impact force moves to the point ТУ0 in which a crack is also formed, and then, at ω 0 + ω 1, to the point ТУ2, which coincides with the point ТУ1, providing additional cracking and destruction of the material. At the same time, as can be seen from the above-described set of actions, when changing the vibration parameters, it became possible to change the position of the point of application of the impact force (distribute it over the surface) and, accordingly, control the process of cracking, which will lead to a change and stabilization of the size of the chipped particles.

Совместное перемещение положения точки приложения силы удара относительно центра качения молотка (ЦК) в вертикальном и горизонтальном направлении образует область распределения таких точек (см. фиг. 4) представляющую собой увеличенную поверхность трещинообразования (D), где обозначены положения точек приложения силы удара при вертикальном перемещении, это точки 1, 2 и 3 соответственно, с линиями перемещения точки 2 (5-2) и точки 3 (5-3), а положения точек приложения силы удара при горизонтальном перемещении соответственно ТУ0, ТУ1 и ТУ2 с их линиями перемещения (13) для точки ТУ0, (14) для точки ТУ1 и (15) для точки ТУ2. Так формируется расширенная область трещинообразования. Поскольку образуется целый массив точек, обеспечивающих управляемое трещинообразование, процесс измельчения приобретает прогнозируемый характер и соответственно происходит стабилизация гранулометрического состава.Joint displacement position of the point of application of impact forces about the center of the rolling hammer (U K) forms a region of distribution of these points in the vertical and horizontal direction (see. FIG. 4) is an enlarged surface cracking (D), where the designated position the impact force application points for vertical displacement, these are points 1, 2 and 3, respectively, with the lines of movement of point 2 (5-2) and point 3 (5-3), and the positions of the points of application of the impact force during horizontal movement, respectively, ТУ0, ТУ1 and ТУ2 with their movement lines ( 13) for point ТУ0, (14) for point ТУ1 and (15) for point ТУ2. This forms an extended fracture area. Since a whole array of points is formed, providing controlled cracking, the grinding process becomes predictable and, accordingly, the particle size distribution is stabilized.

К достоинствам вышеприведенного способа относится обеспечение эффекта распределения мгновенной ударной нагрузки на площади, значительно превышающей площадь контакта молотка с породой при единичном ударе (как у прототипа), и соответственно многократное увеличение сети трещин. Такое дробление приводит к существенному повышению производительности и одновременно размерной однородности получаемых частиц (то есть обеспечивается управляемое трещинообразование).The advantages of the above method include the provision of the effect of the distribution of the instantaneous impact load on an area significantly exceeding the contact area of the hammer with the rock with a single impact (as in the prototype), and, accordingly, a multiple increase in the network of cracks. Such crushing leads to a significant increase in productivity and, at the same time, the dimensional uniformity of the resulting particles (i.e., controlled cracking is provided).

Иными словами, достигается увеличение рабочей зоны молотка, так как последний совершает помимо вращения прецессионное движение с нутацией и пульсацией скорости. А это позволяет значительно увеличить производительности при мелкодисперсном измельчении и увеличить степень измельчения компонентов.In other words, an increase in the working zone of the hammer is achieved, since, in addition to rotation, the latter performs a precessional movement with nutation and speed pulsation. And this allows you to significantly increase productivity in fine grinding and increase the degree of grinding of components.

Новая совокупность действий дает возможность регулировать степень измельчения в ходе процесса при непрерывной подаче и выдаче измельченного материала, путем управления параметрами колебательных перемещений. В итоге получают более равномерный гранулометрический состав продукта.The new set of actions makes it possible to regulate the degree of crushing during the process with continuous supply and discharge of the crushed material, by controlling the parameters of oscillatory movements. As a result, a more uniform particle size distribution of the product is obtained.

Способ был применен в конструкции дробилки для измельчения минералов, которая испытана в лабораторных условиях. Задачей испытаний было сравнительное определение производительности и степени измельчения устройства при наличии только вращательного движения молотков и при сообщении им дополнительно пульсаций скорости вращения и прецессионного движения с нутацией оси вращения. Для создания такого движения дробилка (фиг. 5) оборудована планетарным инерционным вибровозбудителем [А.с. 1664412, 21.07.1991], который обеспечивает плавное изменение параметров колебаний, а для обеспечения пульсации скорости применен вентильно-индукторный электропривод (ВИП) [Сергеев Ю.С., Сандалов В.М., Карпов Г.Е. Моделирование вентильно-индукторного электровибропривода. - Вестник ЮУрГУ, серия энергетика, 2017, Т. 17, №4. С. 90-98]. Пульсациями скорости ω0±ω1 управляют за счет электронной системы управления, в соответствии с требуемым законом. Регулирование параметров пульсаций частоты вращения осуществляется изменением угла включения и выключения соответствующей обмотки электродвигателя и применяется позиционная коммутация с использованием ШИМ-регулирования, что позволяет не только задавать требуемые законы пульсаций, но и полностью отключать их. Вибрации, как и пульсации скорости также могут отключаться. По параметрам дробящего усилия, производительности и степени измельчения определялась эффективность применения вышеизложенного способа.The method was applied in the design of a crusher for crushing minerals, which was tested in laboratory conditions. The task of the tests was a comparative determination of the productivity and the degree of grinding of the device in the presence of only the rotational motion of the hammers and when additionally imparting pulsations of the rotational speed and precessional motion with nutation of the rotational axis to them. To create such a movement, the crusher (Fig. 5) is equipped with a planetary inertial vibration exciter [A.S. 1664412, 21.07.1991], which provides a smooth change in the parameters of the oscillations, and to ensure the pulsation of the speed, a valve-inductor electric drive (VIP) was used [Sergeev Yu.S., Sandalov V.M., Karpov G.E. Modeling of a valve-inductor electric vibration drive. - Bulletin of SUSU, power engineering series, 2017, V. 17, No. 4. S. 90-98]. The pulsations of the speed ω 0 ± ω 1 are controlled by the electronic control system, in accordance with the required law. The regulation of the parameters of the pulsations of the rotation frequency is carried out by changing the angle of on and off of the corresponding winding of the electric motor and positional switching is applied using PWM control, which allows not only setting the required laws of pulsations, but also completely turning them off. Vibrations, like speed pulsations, can also be turned off. According to the parameters of crushing force, productivity and degree of grinding, the effectiveness of the application of the above method was determined.

Испытания проводились для различных минералов с твердостью по Моосу от 1 до 6 (мрамор, змеевик, лемезит). Были предварительно подготовлены образцы разных размеров (фиг. 6), которые подвергались измельчению по заявленному способу. Для определения дробящего усилия и производительности при измельчении выбранных материалов с различными механическими свойствами, каждый вид минерала подавался в рабочую зону в виде образцов определенных размеров, начиная с меньшего размера, при этом совокупный объем единовременно подаваемых образцов материала был постоянным и составлял 0,01 м2. Дробление во всех испытаниях производилось в один этап, а именно размер выпускной щели оставался неизменным. При этом постепенно увеличивали частоту колебаний (увеличением осевой силы прижима ротора вибровозбудителя) и фиксировалось значение частоты (270 рад/сек) и амплитуды колебаний, при остальных неизменных настройках (частота вращения рабочего органа с молотками 52 рад/сек). Рассчитывались значения дробящего усилия и строились графики зависимости этого усилия от частоты и амплитуды колебаний. С целью определения производительности, при испытаниях фиксировалось время измельчения партии образцов одного объема (0.01 м2), а величина дробящего усилия определялась по ранее определенным графикам и сопоставлялась с механическими свойствами используемых минералов. По соотношению размеров измельчаемых образцов до и после измельчения определялась степень дробления (фиг. 7). Показательные результаты испытаний сведены в таблицу.The tests were carried out for various minerals with a Mohs hardness from 1 to 6 (marble, serpentine, lemesite). Samples of different sizes were previously prepared (Fig. 6), which were subjected to grinding according to the claimed method. To determine the crushing force and productivity when grinding selected materials with different mechanical properties, each type of mineral was fed into the working area in the form of samples of certain sizes, starting with a smaller size, while the total volume of material samples supplied at a time was constant and amounted to 0.01 m 2 ... Crushing in all tests was carried out in one stage, namely, the size of the outlet slot remained unchanged. At the same time, the vibration frequency was gradually increased (by increasing the axial pressing force of the vibration exciter rotor) and the value of the frequency (270 rad / sec) and the vibration amplitude were recorded, with the remaining settings unchanged (the rotational speed of the working body with hammers was 52 rad / sec). The values of the crushing force were calculated and the graphs of the dependence of this force on the frequency and amplitude of oscillations were constructed. To determine the performance during the test was recorded during grinding batch one volume of sample (0.01 m 2), and the value determined by blunt force previously determined was compared with graphs and mechanical properties used minerals. According to the ratio of the sizes of the crushed samples before and after grinding, the degree of crushing was determined (Fig. 7). The indicative test results are summarized in the table.

После испытаний дробилки работающей по предлагаемого способу производилось дробление таких же образцов в течение того же промежутка времени, но с отключенным вибровозбудителем и без пульсации скорости рабочего органа (частота вращения молотка - 52 рад/сек). Результаты испытаний при таком дроблении указаны в той же таблице.After testing the crusher operating according to the proposed method, the same samples were crushed during the same period of time, but with the vibration exciter turned off and without the pulsation of the speed of the working body (hammer rotation frequency - 52 rad / sec). The test results for this crushing are shown in the same table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Сравнение гранулометрического состава, показало его более высокую равномерность при использовании предлагаемого способа.Comparison of the granulometric composition showed its higher uniformity when using the proposed method.

Таким образом, использованный в дробилке предлагаемый способ увеличивает производительность, степень измельчения и равномерность гранулометрического состав. Испытания показали работоспособность способа и его эффективность.Thus, the proposed method used in the crusher increases productivity, the degree of grinding and the uniformity of the particle size distribution. Tests have shown the efficiency of the method and its effectiveness.

Предлагаемый способ может быть реализован в установках для производства строительных материалов, горнообогатительной, пищевой и стекольной промышленности, и может быть использовано в машинах предназначенных для дробления хрупких материалов или их тонкого измельчения дроблением, а также при переработке отходов таких же материалов.The proposed method can be implemented in installations for the production of building materials, mining, food and glass industries, and can be used in machines designed for crushing fragile materials or their fine crushing by crushing, as well as in the processing of waste of the same materials.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Патент на изобретение RU №2148434 С1 Способ измельчения хрупких материалов, опубл. 10.05.2000 бюл. №13 Цораев У.М.1. Patent for invention RU No. 2148434 C1 Method of crushing fragile materials, publ. 05/10/2000 bul. №13 Tsoraev U.M.

2. Патент на изобретение RU №2353428 С2 Способ слоистого измельчения горных пород, опубл. 27.04.2009, бюл. №12, Малыгин. Ю.Н.2. Patent for invention RU No. 2353428 C2 Method for layered crushing of rocks, publ. 04/27/2009, bul. No. 12, Malygin. Yu.N.

3. Патент на изобретение RU №2528456 С1 Молотковая дробилка опубл. 20.09.2014 № бюл. 26 «Закрытое акционерное общество «Машиностроительная компания технэкс».3. Patent for invention RU No. 2528456 C1 Hammer crusher publ. 09/20/2014 Bulletin No. 26 "Closed joint-stock company" Engineering company tekhneks ".

4. А.с. 1664412 СССР, МКИ. В06В 1/15. Способ возбуждения круговых колебаний и устройство для его осуществления / С.Г. Лакирев, Я.М. Хилькевич, С.В. Сергеев. - №4414912/24-28; заявл. 24.04.88; опубл. 23.07.91, Бюл. №27. – 5.4.A.S. 1664412 USSR, MKI. В06В 1/15. Method of excitation of circular vibrations and a device for its implementation / S.G. Lakirev, Ya.M. Khilkevich, S.V. Sergeev. - No. 4414912 / 24-28; declared 04.24.88; publ. 07.23.91, Bul. No. 27. - five.

5. Сергеев Ю.С., Сандалов В.М., Карпов Г.Е. Моделирование вентильно-индукторного электровибропривода. - Вестник ЮУрГУ, серия энергетика, 2017, Т. 17, №4. С. 90-98.5. Sergeev Yu.S., Sandalov V.M., Karpov G.E. Modeling of a valve-inductor electric vibration drive. - Bulletin of SUSU, power engineering series, 2017, V. 17, No. 4. S. 90-98.

Claims (1)

Способ измельчения хрупких материалов, включающий ударное воздействие рабочего органа на хрупкую среду, при котором каждому ударному элементу рабочего органа наряду с их совместным вращением задают степень подвижности вокруг собственных осей, расположенных эквидистантно оси вращения, отличающийся тем, что дополнительно каждому ударному элементу рабочего органа принудительно задают скорость вращения с пульсацией, а его оси вращения - принудительное прецессионное движение с нутацией.A method of crushing fragile materials, including the impact of the working body on a fragile medium, in which each impact element of the working body, along with their joint rotation, is given a degree of mobility around its own axes located equidistant to the axis of rotation, characterized in that additionally, each impact element of the working body is forced to rotation speed with pulsation, and its rotation axis - forced precessional motion with nutation.
RU2019113183A 2019-04-26 2019-04-26 Method of brittle materials crushing RU2732619C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113183A RU2732619C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of brittle materials crushing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113183A RU2732619C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of brittle materials crushing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2732619C1 true RU2732619C1 (en) 2020-09-21

Family

ID=72922426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113183A RU2732619C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Method of brittle materials crushing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732619C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2015014C1 (en) * 1991-03-11 1994-06-30 Анатолий Антонович Коноплев Unit for disintegrating clay
RU2313395C1 (en) * 2006-11-13 2007-12-27 ООО "Новые технологии" Centrifugal plant rotary mechanism
WO2010071553A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-24 Sandvik Intellectual Property Ab Central shaft for a gyratory crusher and a gyratory crusher comprising such a shaft.
RU2528456C1 (en) * 2013-04-18 2014-09-20 Закрытое акционерное общество "Машиностроительная компания "Технэкс" Hammer crusher
RU2552362C2 (en) * 2013-06-26 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ) Loose material grinder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2015014C1 (en) * 1991-03-11 1994-06-30 Анатолий Антонович Коноплев Unit for disintegrating clay
RU2313395C1 (en) * 2006-11-13 2007-12-27 ООО "Новые технологии" Centrifugal plant rotary mechanism
WO2010071553A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-24 Sandvik Intellectual Property Ab Central shaft for a gyratory crusher and a gyratory crusher comprising such a shaft.
RU2528456C1 (en) * 2013-04-18 2014-09-20 Закрытое акционерное общество "Машиностроительная компания "Технэкс" Hammer crusher
RU2552362C2 (en) * 2013-06-26 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ) Loose material grinder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2538389C1 (en) Disintegrator
US20160074868A1 (en) Grinding method and device
EP4228826A1 (en) Vibrating screen control arrangements
RU2732619C1 (en) Method of brittle materials crushing
RU2489211C1 (en) Taper impact grinding crusher
RU186478U1 (en) VIBRATOR GRINDER-ACTIVATOR
EA017555B1 (en) Method for fine crushing of lump material and apparatus for realization thereof
RU2145521C1 (en) Solid material grinding apparatus
RU2292241C2 (en) Conical vibratory crusher with intersecting axes of vibration exciters
Sergeev et al. Inertial rotary vibrational drives for crushers of brittle materials
Mazur Examples of vibratory crushers applications in crushing technological lines
RU2393920C2 (en) Method of crushing construction materials and device to this end
RU2166367C1 (en) Material grinding method and apparatus
RU2400303C1 (en) Method for mechanical activation and grinding of materials
CN109847854A (en) A kind of environment-friendly type crusberscreen
RU2585466C1 (en) Method of producing activated suspension using disc crusher
US11266995B2 (en) Method and apparatus for rock disintegration
Mazur Possible applications of vibratory technology in crushing technological lines
SU1567287A1 (en) Method of screening
RU2457046C2 (en) Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material
CN105750057A (en) SC vibration impacting type crusher
RU2425718C1 (en) Procedure for crumbling brittle material and device for its implementation
RU2224594C2 (en) Method of production of cube-shaped crushed stone in inertial cone-type crusher
RU2148434C1 (en) Fragile material grinding method
RU2249484C2 (en) Method for grinding of bulk materials in cone vibratory grinder